AsyncTask源码分析

源码基于api23
AsyncTask是对Handler和Thread的封装类。来完成异步任务，使用线程池执行后台任务，Handler处理与UI的交互。

AsyncTask的简单用法。
new DownTask().execute();
private class DownTask extends AsyncTask{
        @Override
        protected void onPreExecute() {
            super.onPreExecute();
        }

        @Override
        protected Boolean doInBackground(Void... params) {
            return null;
        }

        @Override
        protected void onProgressUpdate(Integer... values) {
            super.onProgressUpdate(values);
        }

        @Override
        protected void onPostExecute(Boolean aBoolean) {
            super.onPostExecute(aBoolean);
        }
    }

第一步，构建线程池

   private static final int CPU_COUNT = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
    private static final int CORE_POOL_SIZE = CPU_COUNT + 1;
    private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = CPU_COUNT * 2 + 1;
    private static final int KEEP_ALIVE = 1;
    private static final ThreadFactory sThreadFactory = new ThreadFactory() {
        private final AtomicInteger mCount = new AtomicInteger(1);

        public Thread newThread(Runnable r) {
            return new Thread(r, "AsyncTask #" + mCount.getAndIncrement());
        }
    };

    private static final BlockingQueue sPoolWorkQueue =
            new LinkedBlockingQueue(128);
//线程池
    public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR
            = new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE,
                    TimeUnit.SECONDS, sPoolWorkQueue, sThreadFactory);

  public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory) {
        this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
             threadFactory, defaultHandler);
    }

corePoolSize: 核心线程数目，即使线程池没有任务，核心线程也不会终止（除非设置了allowCoreThreadTimeOut参数）可以理解为“常驻线程”
maximumPoolSize: 线程池中允许的最大线程数目；一般来说，线程越多，线程调度开销越大；因此一般都有这个限制。
keepAliveTime: 当线程池中的线程数目比核心线程多的时候，如果超过这个keepAliveTime的时间，多余的线程会被回收；这些与核心线程相对的线程通常被称为缓存线程
unit: keepAliveTime的时间单位
workQueue: 任务执行前保存任务的队列；这个队列仅保存由execute提交的Runnable任务
threadFactory: 用来构造线程池的工厂；一般都是使用默认的；
handler: 当线程池由于线程数目和队列限制而导致后续任务阻塞的时候，线程池的处理方式。
当一个任务通过execute(Runnable)方法欲添加到线程池时：
a.如果此时线程池中的数量小于corePoolSize，即使线程池中的线程都处于空闲状态，也要创建新的线程来处理被添加的任务。
b.如果此时线程池中的数量等于 corePoolSize，但是缓冲队列 workQueue未满，那么任务被放入缓冲队列。
c.如果此时线程池中的数量大于corePoolSize，缓冲队列workQueue满，并且线程池中的数量小于maximumPoolSize，建新的线程来处理被添加的任务。
d.如果此时线程池中的数量大于corePoolSize，缓冲队列workQueue满，并且线程池中的数量等于maximumPoolSize，那么通过 handler所指定的策略来处理此任务。也就是：处理任务的优先级为：核心线程corePoolSize、任务队列workQueue、最大线程maximumPoolSize，如果三者都满了，使用handler处理被拒绝的任务。
e.当线程池中的线程数量大于corePoolSize时，如果某线程空闲时间超过keepAliveTime，线程将被终止。这样，线程池可以动态的调整池中的线程数。

核心线程n+1，最多2n+1，缓冲队列128，线程过多处理方式RejectedExecutionHandler，拒绝执行。

第二步，Handler的构建

Looper.getMainLooper()是使用UI线程的Looper，所以AsyncTask要在UI线程初始化。

//两种消息
private static final int MESSAGE_POST_RESULT = 0x1;
private static final int MESSAGE_POST_PROGRESS = 0x2;
private static InternalHandler sHandler;
 private static Handler getHandler() {
        synchronized (AsyncTask.class) {
            if (sHandler == null) {
                sHandler = new InternalHandler();
            }
            return sHandler;
        }
    }
   private static class InternalHandler extends Handler {
        public InternalHandler() {
            super(Looper.getMainLooper());
        }

        @SuppressWarnings({"unchecked", "RawUseOfParameterizedType"})
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            AsyncTaskResult result = (AsyncTaskResult) msg.obj;
            switch (msg.what) {
                case MESSAGE_POST_RESULT:
                    // There is only one result
                    result.mTask.finish(result.mData[0]);
                    break;
                case MESSAGE_POST_PROGRESS:
                    result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);
                    break;
            }
        }
    }

第三步，AsyncTask运行。

构造方法,构建WorkerRunnable和FutureTask，AsyncTask将参数封装进WorkerRunnable，FutureTask的run会调用WorkerRunnable的call方法。FutureTask当做Runnable交给SerialExecutor的execute处理。SerialExecutor将任务排队进mTasks，scheduleNext中取出排队任务在THREAD_POOL_EXECUTOR执行。

当任务执行后会执行postResult(result)，将任务结果通过handler发送出去。handler处理后result.mTask.finish(result.mData[0]);会执行finish方法。finish会执行onPostExecute（result）并将mStatus 赋值为FINISHED。
在doInBackground中可以调用publishProgress，发送任务进度信息。handler会调用result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);

  @WorkerThread
    protected final void publishProgress(Progress... values) {
        if (!isCancelled()) {
            getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS,
                    new AsyncTaskResult(this, values)).sendToTarget();
        }
    }

    private void finish(Result result) {
        if (isCancelled()) {
            onCancelled(result);
        } else {
            onPostExecute(result);
        }
        mStatus = Status.FINISHED;
    }
public AsyncTask() {
        mWorker = new WorkerRunnable() {
            public Result call() throws Exception {
                mTaskInvoked.set(true);

                Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
                //noinspection unchecked
                Result result = doInBackground(mParams);
                Binder.flushPendingCommands();
                return postResult(result);
            }
        };

        mFuture = new FutureTask(mWorker) {
            @Override
            protected void done() {
                try {
                    postResultIfNotInvoked(get());
                } catch (InterruptedException e) {
                    android.util.Log.w(LOG_TAG, e);
                } catch (ExecutionException e) {
                    throw new RuntimeException("An error occurred while executing doInBackground()",
                            e.getCause());
                } catch (CancellationException e) {
                    postResultIfNotInvoked(null);
                }
            }
        };
    }
 private void postResultIfNotInvoked(Result result) {
        final boolean wasTaskInvoked = mTaskInvoked.get();
        if (!wasTaskInvoked) {
            postResult(result);
        }
    }
private Result postResult(Result result) {
        @SuppressWarnings("unchecked")
        Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
                new AsyncTaskResult(this, result));
        message.sendToTarget();
        return result;
    }

new DownTask().execute();
 @MainThread
    public final AsyncTask execute(Params... params) {
        return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
    }
 @MainThread
    public final AsyncTask executeOnExecutor(Executor exec,
            Params... params) {
        if (mStatus != Status.PENDING) {
            switch (mStatus) {
                case RUNNING:
                    throw new IllegalStateException("Cannot execute task:"
                            + " the task is already running.");
                case FINISHED:
                    throw new IllegalStateException("Cannot execute task:"
                            + " the task has already been executed "
                            + "(a task can be executed only once)");
            }
        }

        mStatus = Status.RUNNING;
    //UI线程，
        onPreExecute();
    //mWorker和mFuture在构造函数准备好了。将参数传递给doInBackground（mParams）
        mWorker.mParams = params;
        exec.execute(mFuture);

        return this;
    }

SerialExecutor实现了串行执行。SerialExecutor 用于任务排队，THREAD_POOL_EXECUTOR才用于执行任务。

private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;
    private static class SerialExecutor implements Executor {
        final ArrayDeque mTasks = new ArrayDeque();
        Runnable mActive;

        public synchronized void execute(final Runnable r) {
            mTasks.offer(new Runnable() {
                public void run() {
                    try {
                        r.run();
                    } finally {
                        scheduleNext();
                    }
                }
            });
            if (mActive == null) {
                scheduleNext();
            }
        }

        protected synchronized void scheduleNext() {
            if ((mActive = mTasks.poll()) != null) {
                THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);
            }
        }
    }

AsyncTask存在的问题。

1. 任务过多时，超过（128+2n+1）就会抛出拒绝执行异常。但是后续版本使用LinkedBlockingQueue（当队列的数量达到最大值线程就会阻塞或者返回false）和SerialExecutor不会引起这个错误。
2. 线程池使用的static变量。很容易任务超数。
3. AsyncTask在各个android版本不一致。经历了串行，并行，串行的改变，不容易统一维护。在3.0后默认串行，但是可以通过

new AsyncTask

指定并行，但是需要自己处理并发问题。
解决办法：
自己重写AsyncTask。不使用系统原生AsyncTask。在doInBackground加try catch以防崩溃。